Тема 2 фундаменты, требования к ним, классификация, глубина заложения фундаментов

Материалы и технология монтажа фундамента

Технология монтажа МЗЛФ зависит от вида стройматериала, из которого будут впоследствии возведены стены здания, сооружения.

Для дома из керамзитоблоков

Из-за высокой пористости керамзита фундамент нуждается в хорошей гидроизоляции. Все стены ленты внутри и снаружи по периметру покрывают гидрофобными веществами: минеральной или битумной мастикой, рубероидом или плёнкой.

Горизонтальный гидроизолирующий слой накладывается на песчаную подушку перед процессом заливки бетонной ленты.

Из кирпича

Дома из кирпича имеют свои особенности. Кирпич отлично сопротивляется вертикальным нагрузкам, однако на изгиб и растяжение он слаб. В случае неравномерной усадки фундамента или частичного выпучивания грунта стены пойдут в разлом.

Поэтому мелкозаглубленное ленточное основание выбирают для небольших строений и лишь на плотных грунтах, не склонных к пучению. В остальных ситуациях лучше устраивать цельную бетонную плиту, которая равномерно распределит нагрузку и предотвратит смещение грунта.

Для каркасного

Мелкозаглубленную цельную бетонную армированную ленту в качестве основания можно использовать под каркасные дома с небольшим весом на песчаном, супесчаном и каменистом грунте.

Если участок слишком насыщен влагой, возможность использования такого варианта фундамента рассчитывают специалисты.

Из бревен

Для дома из бревна армированный фундамент в виде ленты мелкого заложения возводят только на грунте из песка, камня или гравия.

Согласно строительным нормативам, глубина закладки фундамента для регионов средней полосы на непучинистом грунте составит не менее 0,6-0,8 м, на пучинистых — до полутора метров. Поэтому МЗЛФ выбирать для тяжёлых бревенчатых домов опасно.

Для газобетонного

Стены из этого стройматериала могут быть в два раза тоньше, чем кирпичные при одинаковом теплосберегающим эффекте.

Поэтому для одноэтажного строения, который возводится на нормальных непучинистых и слабопучинистых грунтах, есть смысл сделать основание из МЗЛФ, чтобы сэкономить на фундаменте.

Ширина основания должна быть не меньше 0,3 м. Когда грунт пучинистый, под фундаментом его меняют на крупнофракционный песок и хорошо утрамбовывают.

Что еще нужно знать о ленточном фундаменте для дома из газобетона читайте тут.

Принцип расчета

Прежде чем начать возводить фундамент, необходимо провести расчет его основных параметров. При проектировании наиболее распространенного ленточного основания проводится определение следующих параметров: глубина залегания фундамента, ширина ленты и высота надземного ростверка. Кроме того, следует провести проверочный расчет на деформации в соответствии со СНиП 2.02.01-83. При проведении расчетов учитываются следующие факторы: тип грунта, уровень грунтовых вод, глубина промерзания почвы, нагрузка на опору, перепад высот на месте строительства.

На первом этапе проектирования обязательно проводится анализ почвенных характеристик, и, прежде всего, определяется тип почвы. Основные почвенные характеристики можно определить самостоятельно. Для этого выкапывается небольшая яма на глубину фундаментного заглубления, и извлекаются образцы грунта. Почва увлажняется и скатывается цилиндром длиной 14-16 см и диаметром 10 мм. Затем, делается попытка сворачивания из образца кольца — если цилиндр при закручивании разрывается, то грунт — суглинок; если сохраняет форму, то — глинистая почва. Супесь вообще не формируется таким образом, а разваливается.

Пористость почвы определяется следующим образом. Из грунта вырезается куб со стороной 10 см и взвешивается — определяется объемная масса (М1). Потом, куб раздавливается, уплотняется и снова взвешивается — масса сжатого грунта (М2). Коэффициент пористости рассчитывается из формулы Е = 1 — М1/М2, где М1, М2 выражаются в кг/см³.

Средние значения этого параметра сводятся в таблицы по регионам. Например, в районе Москвы суглинки промерзают на 1,35 м, средний и крупный песчаник — на 1,76 м; в Ростове — 0,8 м и 0,88 м, соответственно; а в Тюмени — 1,8 и 1,98 м.

Расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента

1. Глубина обуславливается близостью грунтовых вод и глубиной промерзания.

2. Высота над поверхностью грунта = 4х ширину.

Полезно знать. Высота над землей меньше или равна глубине.

3. Ширина определяется по формуле:

Где, D – ширина подошвы фундамента; q – расчетная нагрузка на фундамент, т/м; R – расчетное сопротивление грунта, т/м.кв. Этот показатель, для глубины заложения в 300 мм, приведен в таблице.

Формула толщина подушки4. Толщина подушки определяется из условий прочности грунта местности.

Для сильно пучинистых грунтов применяется формула:

Формула для сильно пучинистых грунтовГде, tn – толщина подушки; А, С, W – коэффициенты; А и С – определяются по таблицам ниже. А W = 0,1 или 0,06 м.кв./т для отапливаемых и не отапливаемых сооружений.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Над чертой – для МЗЛФ глубиной заложения 300 мм, под чертой – для незаглубленных фундаментов.

Совет. Сделайте расчет МЗЛФ по обеим формулам и отдайте предпочтение большему значению.

Стоимость мелкозаглубленного ленточного фундамента

Варьируется в пределах 4-6 тыс. руб. за погонный метр. Цена зависит от ширины, высоты, количества перемычек и размеров, например, стоимость возведения фундамента дома 6х6 обойдется в 70-80.000 руб., а 10х10 = 120-150.000 руб.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты применяют при слабых грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод. Они представляют собой сплошную монолитную плиту, которую усиливают железобетонным каркасом. Используя плитные фундаменты, можно значительно уменьшить просадку грунта. Для его обустройства используется армированная железобетонная плита, которая укладывается на грунт на определенную глубину. При изготовлении плита армируется металлическими прутьями с диаметром от 12 до 25мм, а ее толщина находится в пределах от 30 до 100 см. Фундаментная плита может изготавливаться только в монолитном виде с использованием бетон класса В15-В25.

Перед укладкой плиты в предварительно вырытой траншее выравнивают подстилающий грунт, используя для этого малопрочный бетон класса В7.5 или песок.

Основное достоинство плитного фундамента заключается в том, что он равномерно перераспределяет нагрузки по всей площади, воспринимая при этом как горизонтальные, так и вертикальные деформации.

Плитные фундаменты рекомендуется применять на слабых грунтах, к примеру:

  • Водонасыщенных песках;
  • Плывунах;
  • Насыпных грунтах.

На данном типе фундаментов допускается возводить 2-3 этажные здания с нагрузкой под фундаментной подошвой от 20-25 т/кв.м. В случае если возводимые дома имеют сложную форму или большую длину применяются специальные деформационные швы, которые позволяют разрезать плиту на куски требуемого размера.

Плитный фундамент отличается высокой надежностью и прочностью. Устанавливаемая в грунте плита работает как единое целое, при эксплуатации ее несущая способность остается постоянной, а в случае проседания грунта исключено возникновение каких-либо трещин. Плитный фундамент отличается высокой стоимостью, которая обусловлена повышенным расходом материалов и трудоемкостью процесса обустройства.


Ленточный фундамент


Свайный фундамент


Столбчатый фундамент


Стаканный фундамент


Плитный фундамент

Материал фундаментов

Для фундаментов могут использоваться естественные и искусственные материалы. К первым относят дерево и бутовый камень, к последним – кирпич, бутобетон, бетон, железобетон. Сегодня чаще всего применяют железобетонные и бетонные виды фундаментов при строительстве жилых, промышленных и общественных зданий.

Глубина заложения

В каждом конкретном случае глубину заложения следует рассчитывать с учетом глубины промерзания почвы, ее типа, уровня грунтовых вод, а также нагрузки от здания. Выделяют заглубленные и мелкозаглубленные фундаменты. Фундаменты глубокого заложения имеют глубину больше глубины промерзания грунта.

Также фундаменты подразделяются по способу устройства (сборные и монолитные), характеру работы (жесткие и гибкие) и форме (к примеру, с поперечным сечением в виде трапеции или прямоугольника).

Ленточное основание

Большой спрос получила ленточная плита мелкого заложения в дачном строительстве. Такое устройство можете применять для:

  • Построений из дерева
  • При соблюдении всех правил можете использовать для зданий с тяжелыми стенами из камней.

При планировании в дальнейшем утепления фундамента, то тогда вы можете возводить основания на любом типе грунта. Ленточное основание состоит из: равномерной полосы бетонной смеси, которую следует также равномерно нагрузить дальнейшими конструкциями здания. Виды возведений:

  • Железобетонный имеющий два пояса
  • Сборный железобетонный имеющий выпуски арматур в небольшом количестве
  • Блоки имеющий два пояса нижний и верхний
  • Блок с одним верхним поясом.

Достоинства ленточного основания мелкого заложения:

  • Выгодная экономия денег. Ведь при возведении оснований с глубоким заложением, цены на такое возведение порядком превосходит фундаменты мелкого заложения.
  • Экономия на оплате труда. Все строительные работы такого типа предусматривают небольшой объем работ. Первым делом экономия возникает при работе с земляными работами, а также на создании опалубки.
  • Как дополнение можно израсходовать сэкономленные средства на постройку подвала.

Как показала практика, глубина монтажа ленточного основания может соответствовать глубине промерзания и глубине растительного слоя. В книгах о строительстве приводится цифра в пятьдесят сантиметров. При такой глубине все силы морозного пучения сосредоточены именно в этом месте, поэтому такая глубина считается самой опасной.

Расчет основания

Подсчет оснований маленького заложения считается важным этапом в строительстве. От правильности проведенной работы будет напрямую зависеть срок службы фундамента и дома в целом. При всем этом получается сократить затраты на основное возведение строения. Рассчитывая фундаменты мелкого заложения нужно первым делом определиться с размерами и типом конструкции. К главным свойствам относятся величины подошвы, а так же уровень глубины заложения. На уровень глубины укладки фундамента влияют несколько факторов, одним из них является тип конструкции планируемого здания, например:

  • Тип материала, используемый для возведения кровли
  • Из чего планируется возведение стен
  • Будет ли присутствовать в здании цокольный этаж или нет

Помимо этих факторов так же влияет свойства почвы на строительной площадке и уровень подземных вод. В случае появлении вод на поверхности почвы, необходимо провести полную осушку строительного участка. После проведения осушительных работ, необходимо посвятить время на прокладку коммуникаций инженерного направления.

Выполнив подготовительные работы и подобрав необходимые размеры фундамента, следует плавно переходить к его расчету. Вычисляется предельная прочность и деформация, которую может выдержать конструкция основания. После завершения теоретических работ следует заняться практической частью строительства, то есть заниматься возведением конструкции фундамента.

Устройство основания

Основания, которые слабо углублены отчасти не подвергаются деформациям, появляющимся от пучений почвы. По такой причине этот способ установки фундамента в практике широко применяется. Чаще всего их применяют в возведении домов небольшого размера, дач и каркасных сооружений. Здания с небольшим весом не могут противостоять пучениям почвы, поэтому фундамент углубляется на маленький уровень.

Конструкция, которую умеют фундаменты мелкого заглубления, состоят из монолитного каркаса. Каркас, имеющий железобетонное основание с легкостью сможет сопротивляться пучениям почвы не только сезонным, но и постоянным.

Фундаменты, которые можно использовать в момент монтажа на мелкое заглубление:

  1. Основание столбчатого типа
  2. Ленточный вид фундамента
  3. Железобетонная плита

Эти виды фундаментов имеют общую составляющую, такую как железобетонная основа. Размеры любого из оснований выбирает только расчет прочности. Он основывается на весе конструкции в момент соприкосновения с грунтом. Хоть и большая площадь уменьшает величину давления максимальный размер участка не оправдывает затраты на строительство. По этой причине все расчеты должны быть равными величинам в строительстве, то есть все строения должны ровняться площади фундамента.

3.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента. Назначение глубины заложения ростверка

Тип свайного фундамента выбирается в зависимости от
особенностей конструктивных решений надфундаментных конструкций, характера
передачи нагрузки на фундаменты. В нашем случае применяем как вариант
фундамента Ф1 Ленточный свайный фундамент состоящий из из свай располагаемых в
два ряда и безбалочного мнолитного ростверка, а для фундамента Ф3применяем вариант
свайного фундамента под колонны каркасных зданий, состоящие из группы свай и
ростверка.

Нормативная глубина промерзания грунта равна  = 2.0 м;

Принимаем глубину заложения монолитного ростверка Ф1
по конструктивным соображениям. Для стен подвала толщиной 600 мм принимаем
ширину ростверка 900 мм высоту с учетом заделки свай в ростверк 450мм. Глубину
заложения монолитного ростверка принимаем -3.4 м.

Выбираем тип сваи, в данных грунтах свая будет
работать как висячая. Марка сваи выбирается по её длине, определяемой по
формуле

Выбираем марку сваи

l
= 0.1 + 1.0 + 6.40 = 7.5 м. По сортаменту выбираем С8-30 длиной 8м, сечением
300х300мм, марка бетона М250, Вес сваи 1.83т., арматура 4Ø12 А-I

Расчет глубины заложения ленточных мелкозаглубленных фундаментов


Это самый капризный, в плане глубины заложения фундамент. Во-первых, он не так надежен, как заглубленный, ну а во-вторых – для того, чтобы такой ленточный фундамент выдержал нагрузку строения, а также сдерживал все силы пучения, передаваемые от грунта, к его расчету необходимо подойти с особой ответственностью. Как залить мелкозаглубленный ленточный фундамент я уже подробно описывал в одной из предыдущих статей. Поэтому в подробности вникать не будем.

Такой ленточный фундамент закладывается на глубину, которая значительно выше глубины промерзания почвы, поэтому и называется мелкозаглубленный. На него, в отличие от заглубленного, могут в значительной степени действовать силы пучения грунта.

Так же, немаловажным отличием мелкозаглубленных фундаментов является то, что его необходимо делать монолитным не только ниже уровня грунта, но и сразу, выставив опалубку, залить надземную часть фундамента – цоколь. Это в значительной степени усилит весь ленточный фундамент.

Глубина заложения мелкозаглубленного фундамента напрямую зависит от всех трех факторов, описанных выше. Для того, чтобы не запутаться, давайте рассмотрим таблицу.

Таблица №2: Глубина промерзания грунта в некоторых регионах

Примечание: Помимо того, что на глубину заложения ленточного фундамента влияет глубина промерзания и тип грунта, так же не стоит отбрасывать еще один очень важный фактор – уровень грунтовых вод, о котором и поговорим далее.

Зависимость глубины заложения ленточного фундамента от уровня грунтовых вод (УГВ)

Существует два варианта расположения грунтовых вод – когда они расположены ниже глубины промерзания грунта, и когда – выше.

Уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания грунта


Это можно считать хорошим показателем, и в этом случае, грунтовые воды в большинстве типов грунтов не оказывают особого влияния на глубину устройства монолитной железобетонной ленты. Единственным ограничением, в данном случае, является то, что в таких грунтах, как суглинки, глины и им подобных, ленту необходимо закладывать минимум на половину глубины промерзания такого грунта. В других, «хороших» грунтах, этот фактор на заложение фундамента — не влияет.

Другими словами, если глубина промерзания в Вашем регионе, допустим – 1,5 метра , то ленточный мелкозаглубленный фундамент необходимо устраивать минимум на 0,75 метров .

Уровень грунтовых вод выше глубины промерзания грунта

Если грунтовые воды расположены высоко, то глубина копки траншеи для ленточного фундамента не зависит от их уровня только на скалистых грунтах, песчаных крупнозернистых, гравийных и им подобных.

На любых других типах грунтах, с высоким УГВ, монолитную ленту придется заглублять ниже глубины промерзания на 10-20см (таблица №2). В этом случае она станет заглубленным фундаментом.

Фундаменты Мелкого Заложения

Несколько типов неглубоких фундаментов обсуждаются ниже:

1. Изолированный Разброс Фундамента

Это наиболее распространенный и простой тип фундамента, так как это самый экономичный тип фундамента. Они обычно используются для обычных зданий (обычно до пяти этажей).


Рисунок: Изолированный Фундамент

Изолированный фундамент типа фундамента состоит из фундамента у основания колонны. Этот тип фундаментов является самостоятельным фундаментом. Как правило, каждый столбец имеет свою собственную основу. Фундамент непосредственно передает нагрузки от колонны к грунту. Опоры могут иметь прямоугольную, квадратную или круглую форму. Размер фундамента можно грубо рассчитать, разделив общую нагрузку на основание колонны на допустимую несущую способность грунта.

Изолированная основа распространения экономична, когда:

  • Нагрузка на конструкцию относительно невелика.
  • Столбцы не расположены близко.
  • Несущая способность грунта высока на небольшой глубине.

Настенный или ленточный фундамент

Этот тип фундамента используется для распределения нагрузок несущих стен на грунт. Фундамент стены проходит вдоль направления стены. Ширина фундамента стены обычно в 2-3 раза больше ширины стены.


Рисунок: настенная или ленточная опора

Основание стены представляет собой непрерывную полосу плиты по всей длине стены. Камень, кирпич, железобетон etc. используется для возведения стеновых фундаментов.

Настенная опора экономична, когда:

  • Передаваемые нагрузки имеют малую величину.
  • Фундамент ставится на плотный песок и гравий.

Комбинированный Фундамент

Комбинированный фундамент очень похож на изолированный фундамент. При плотном расположении колонн сооружения или низкой несущей способности грунта и их перекрытии друг на друга обеспечивается комбинированный фундамент.

Фундаменты, которые являются общими для нескольких колонн, называются комбинированными фундаментами . Они могут иметь прямоугольную, тройниковую или трапециевидную форму. Основной задачей является равномерное распределение нагрузок по всей площади фундамента. Для этого необходимо, чтобы центр тяжести опорной площадки совпадал с центром тяжести суммарных нагрузок.

Комбинированный Фундамент

Комбинированные фундаменты экономичны, когда:

  • Столбцы расположены близко друг к другу.
  • Когда столбец близок к линии свойства и изолированная основа пересекла бы линию свойства или стала бы эксцентричной.
  • Размеры одной стороны основания ограничены некоторым меньшим значением.

Консольная или ленточная опора

Опоры ремня подобны комбинированным опорам, а причины рассмотрения или выбора опоры ремня аналогичны комбинированной опоре.

В подбетонке планки, подкладки под колонками построены индивидуально и соединены лучом планки. Как правило, когда край основания не может быть выдвинут за пределы линии свойств, внешняя опора соединяется балкой ремня с внутренней опорой.


Рисунок: консольная или ленточная опора

Плот или матовый фундамент

Основания плота или циновки использованы где другие отмелые учреждение или учреждение кучи не соответствующие. Рекомендуется также в ситуациях, когда несущая способность грунта оставляет желать лучшего, нагрузка на конструкцию должна распределяться на большой площади или конструкция постоянно подвергается ударам или рывкам.

Фундамент плота состоит из железобетонной плиты или Т-образной плиты, размещенной по всей площади конструкции. В этом типе учредительства, вся плита пола подвала действует как учредительство. Общая нагрузка на конструкцию распределяется равномерно по всей площади конструкции. Это называется плот, потому что в этом случае здание похоже на судно, которое плавает на море почвы.


Рисунок: фундамент плота или Мата

Фундаменты плота экономичны, когда:

  • Почва слабая, и нагрузка должна распространяться на большую площадь.
  • Структура включает в себя подвал.
  • Столбцы расположены близко.
  • Другие виды фундаментов неосуществимы.
  • Дифференциальное урегулирование должно быть предотвращено.

Обратная засыпка

При выполнении обратной засыпки нужно соблюдать всего одно правило. Оно заключается в том, что она должна выполняться таким же грунтом, как на участке или грунтом с меньшим коэффициентом фильтрации. Здесь имеется в виду грунт, который лежит под плодородным слоем.

Смысл этого правила в том, что вода всегда пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть по тому грунту, который лучше её пропускает. Если обратная засыпка будет сделана грунтом, который хуже пропускает воду, чем основной грунт вокруг дома, то вода не потечет к фундаменту, так как ей легче протечь по основному грунту. Например, основной грунт песочный, тогда обратную засыпку можно сделать таким же грунтом или еще лучше суглинок, супесь или глина. Если же основной грунт вокруг дома — это глина, то обратную засыпку можно сделать только глиной.

Если же сделать обратную засыпку песком, как иногда рекомендуют в сети интернет, то получиться обратный эффект. К примеру, основной грунт глинистый, а засыпку сделали песком. Это прямой путь к тому, что вода пойдет под фундамент. В этом случае для отвода воды из-под фундамента необходимо сделать дренажную систему. Иначе вода, накапливаясь в песке, будет размачивать основание, на котором стоит фундамент, а это будет прямой путь к большим проблемам.

Обратную засыпку песком часто аргументируют тем, что песок – это не пучинистый грунт. Это утверждение верно, но забывают добавить при условии, что он сухой. Замерзает не сам песок, а вода в нем. Если песок будет влажным, то он также станет пучинистым.

Параметры расчета

При расчете основания одноэтажных и двухэтажных домов учитывают следующие критерии:

  • Тип почвы и глубину залегания подземных вод. Для получения информации проводятся геодезические изыскания.
  • Глубина промерзания грунта – данные берут из специальной таблицы сведений по регионам.
  • Перепад высот на участке – показатель вычисляется вертикальной планировке с помощью теодолита или других приспособлений.
  • Весовая нагрузка на фундамент – сумма постоянного веса здания и временной нагрузки (ветровой, снеговой, масса мебели и т. д.).

Глубина заложения определяется исходя из данных по точке промерзания для непучинистого грунта:

  • до 2 м – 0,5 м;
  • до 3 м – 0,75 м.

для пучинистого грунта:

  • до 1 м – 0.5 м;
  • до 1.5 м – 0,75 м;
  • до 2 м – 1 м.

Ширина ленты зависит от общей нагрузки здания, включая этажность. Средний показатель, рассчитанный по материалам стен и перекрытий в 1-3 этажа:

  • МЗЛФ под дом из газобетона или пустотелого кирпича – 0,6-1,2 м;
  • каркасно-щитовая конструкция с деревянными перекрытиями – 0,4-0,6 м;
  • бревна и деревянные перекрытия – 0,3-0,6 м;
  • брус с деревянными перекрытиями – ,4 м.

Для самостоятельного расчета применяют формулу D=q/R:

  • D – ширина ленты;
  • q – нагрузка здания на фундамент;
  • R – сопротивление грунта.

Малозаглубленный фундамент возвышается над землей, высота этой части конструкции равняется размеру подземной части или ширине, умноженной на 4. От высоты надземной конструкции зависит комфорт проживания. При максимальном расстоянии полы будут меньше промерзать.

Стоимость бетона – основная статья расходов при устройстве незаглубленного фундамента. Для обеспечения необходимой прочности раствор должен быть марки М300. Чтобы подсчитать вес бетона, необходимо вычислить объем основания. Он равен произведению периметра на ширину и глубину. Для определения общего веса бетонного раствора массу 1м3 (для М300 это 2389 кг) умножают на расчетный объем фундамента.

Армирование фундамента

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента для дома из газобетона выполняется металлическими прутками диаметром 10-16 мм. Для их связывания используется проволока или контактная сварка. Каркас собирается из двух горизонтальных поясов (по 2 прутка в каждом) и вертикальных перемычек, установленных с шагом 20 см. Общая длина арматуры составляет: L=4XP, где:

  • L – длина прутков;
  • P – периметр фундамента.

При строительстве двухэтажных зданий количество арматуры в контуре увеличивают до трех рядов. При укладке нижний ряд арматуры не должен касаться дна, а верхний контур располагается в 10 см ниже поверхности фундамента.

Необходимое количество утеплителя

Гидроизоляция и утепление – обязательные этапы устройства фундамента на пучинистых грунтах. Это позволяет увеличить долговечность и прочность конструкции. Оптимальный утеплитель – плиты экструдированного пенополистирола (пеноплекса). Материал устойчив к влаге, имеет минимальную теплопроводность. Количество утеплителя зависит от климатических условий региона. Они определяют толщину укладки плит. Она может быть 10-15 см.

Экструдированный пенополистирол применяется для вертикального и горизонтального утепления. В первом случае плиты укладываются с наружной стороны конструкции от подошвы до цоколя. Для подсчета общего количества пеноплекса необходимо площадь стенок фундамента разделить на площадь одной плиты (параметр указывается производителем).